細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)專家講座

1細菌形態(tài)與結(jié)構(gòu)

BacteriaMorphologyandStructure彭宜紅博士/教授北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部病原生物學(xué)系

細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第1頁重點與難點掌握細菌基本形態(tài)、大小測量單位。掌握細菌細胞壁化學(xué)組成及功效；革蘭陽性（G+）細菌與革蘭陰性（G-）細菌細胞壁主要區(qū)分；青霉素、溶菌酶殺菌機制。掌握細菌細胞壁缺點型（L型細菌）細菌定義及生物學(xué)特征（培養(yǎng)特征和反抗生素敏感性），掌握脂多糖（LPS）化學(xué)組成及其生物學(xué)作用。掌握細菌核糖體分子特征；紅霉素及鏈霉素殺菌機理。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第2頁重點與難點掌握質(zhì)粒、異染顆粒概念與意義。掌握細菌特殊結(jié)構(gòu),如鞭毛、菌毛、莢膜、芽孢定義、化學(xué)組成及其功效，熟悉有芽孢主要病原菌。了解普通光學(xué)顯微鏡結(jié)構(gòu)和原理,掌握油鏡頭使用方法。掌握革蘭氏染色法和抗酸染色法原理、材料、步驟、結(jié)果判斷及意義。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第3頁第一節(jié)細菌大小與形態(tài)（Thesizeandshapeofbacteria)屬于原核單細胞生物，有細胞壁,形體微小，結(jié)構(gòu)簡單。無成形細胞核，無核仁及核膜，除核蛋白體外，無其它細胞器。多數(shù)在自然界中自由生活，少數(shù)營嚴格寄生生活。細菌定義細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第4頁細菌大小測量單位：微米(micrometer,m)

葡萄球菌(staphylococcus)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第5頁6依據(jù)形態(tài)而命名

(BacteriaareNamedbyShape)Threebasictypes球菌桿菌螺旋菌細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第6頁依據(jù)形態(tài)而命名

(BacteriaareNamedbyShape)雙球菌

(A)7葡萄球菌

(C)鏈球菌

(B)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第7頁依據(jù)形態(tài)而命名

(BacteriaareNamedbyShape)桿菌

(D)

螺形菌弧菌

(E)螺菌

(F)8細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第8頁

第二節(jié)

細菌結(jié)構(gòu)

(Bacterialstructure)基本結(jié)構(gòu)：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)。BasicStructure：CellWall,CellMembrane,Cytoplasm,andNucleoid特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞SpecificStructure：Capsules,Flagella,Fimbriaeorpili,Spores9細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第9頁10保護細菌和維持菌體形態(tài)物質(zhì)交換與致病性相關(guān)與耐藥性相關(guān)與靜電性相關(guān)（一）細胞壁(cellwall)定義：包繞在細胞膜外一層堅韌結(jié)構(gòu)，成份因不一樣細菌而異。主要功效及相關(guān)醫(yī)學(xué)意義

細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第10頁11聚糖支架：N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡糖氨組成四肽側(cè)鏈：與聚糖支架上胞壁酸分子連接五肽交聯(lián)橋：連接兩個相鄰四肽側(cè)鏈

1.肽聚糖(peptidoglycan)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第11頁12G+和G-菌肽聚糖結(jié)構(gòu)比較G-:肽聚糖1～2層，無五肽交鏈橋G+:肽聚糖含量豐富，層厚，15～50層，四肽側(cè)鏈與五肽交聯(lián)橋相連，形成三維立體結(jié)構(gòu)N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰胞壁酸

四肽側(cè)鏈五肽交聯(lián)橋N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰胞壁酸

四肽側(cè)鏈細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第12頁13G+細胞壁其它成份磷壁酸（teichoicacid）：壁磷壁酸（wallteichoicacid）

膜磷壁酸(membraneteichoicacid,黏附素)蛋白質(zhì):表面特殊蛋白質(zhì)(如A族鏈球菌M蛋白；金葡菌A蛋白)G-細胞壁其它成份：脂蛋白、磷脂和脂多糖，總稱為外膜。G-細胞壁主要成份細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第13頁革蘭陽性菌與陰性菌細胞壁結(jié)構(gòu)比較細胞壁革蘭陽性菌革蘭陰性菌強度較堅韌較疏松厚度厚，20～80nm薄，10～15nm肽聚糖層數(shù)多，可達50層少，1～2層肽聚糖含量多，占細胞壁干重50%～80%少，占細胞壁干重5%～20%糖類含量多，約45%少，15%～20%脂類含量少，1%～4%多，11%～22%磷壁酸+-外膜-+細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第14頁細菌細胞壁缺點型（L-型）

(cellwall-deficientbacteria)L-型細菌細菌細胞壁肽聚糖結(jié)構(gòu)受到破壞或合成被抑制，但在高滲環(huán)境下仍可存活者失去肽聚糖或脂多糖受到理化或生物原因作用產(chǎn)生高度多形性L-型細菌細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第15頁16位于細胞壁內(nèi)側(cè)，化學(xué)組成為脂質(zhì)雙層參加細胞內(nèi)外物質(zhì)交換膜上有各種酶，參加生物合成參加細胞呼吸過程形成中介體（二）細胞膜(cellmembrane)(革蘭陰性菌細胞膜也稱為內(nèi)膜)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第16頁17核蛋白體：由50S和30S兩個亞基組成。（三）細胞質(zhì)(cytoplasm)50S30S紅霉素mRNA蛋白質(zhì)合成中止紅霉素殺菌機理：與50S亞基結(jié)合，干擾細菌蛋白質(zhì)合成。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第17頁18作用機制溶菌酶：切斷聚糖支架β-1,4糖苷鍵，抑制細菌細胞壁合成。青霉素：切斷四肽側(cè)鏈與五肽交聯(lián)橋之間連接，抑制細菌細胞壁合成。紅霉素：與細菌核糖體大亞基結(jié)合，阻斷細菌蛋白質(zhì)合成。鏈霉素：與細菌核糖體小亞基結(jié)合，阻斷細菌蛋白質(zhì)合成。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第18頁質(zhì)粒

(plasmid)染色體外遺傳物質(zhì)，由閉合環(huán)狀雙股DNA組成控制細菌一些特定遺傳性狀，非細菌生命活動所必需。醫(yī)學(xué)上主要質(zhì)粒F質(zhì)粒：制造性菌毛R質(zhì)粒：決定細菌耐藥性形成Vi質(zhì)粒：參加細菌毒力Col質(zhì)粒：決定大腸桿菌能否產(chǎn)生大腸菌素19細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第19頁20胞質(zhì)顆粒(inclusion)胞質(zhì)顆粒：由細菌儲存營養(yǎng)物質(zhì)(多糖、脂類、磷酸鹽等）堆積而成。

異染顆粒(metachromaticgranules)：胞質(zhì)顆粒一個，嗜堿性強，美藍染色時呈藍紫色，常見于白喉棒狀桿菌，有利于判定。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第20頁（四）核質(zhì)

（擬核）(nucleoid)是細菌遺傳物質(zhì)，亦稱細菌染色體。大多數(shù)細菌為單一閉合環(huán)狀雙股DNA分子，少有細菌為線性或有多個DNA分子?？刂萍毦鞣N遺傳性狀。21細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第21頁22莢膜capsule鞭毛單數(shù)flagellum,復(fù)數(shù)flagella菌毛單數(shù)fimbria,orpilus,復(fù)數(shù)fimbriae,orpili

芽胞spore二、細菌特殊結(jié)構(gòu)(specialconstructionofbacterium)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第22頁莢膜

(capsule)莢膜：包繞在細胞壁外一層黏液性物質(zhì)。功效:抵抗吞噬細胞吞噬和消化抵抗體液因子殺菌作用必要時提供細菌代謝時所需水分化學(xué)組成：多糖、少數(shù)為多肽(如炭疽桿菌)肺炎球菌及其莢膜形態(tài)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第23頁鞭毛

(flagellum)鞭毛：附著在菌體上細長呈波狀彎曲絲狀物功效：與細菌運動相關(guān)化學(xué)組成：主要成份是蛋白質(zhì)類型：單毛菌、叢毛菌、周毛菌單毛菌叢毛菌周毛菌細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第24頁菌毛

(fimbria/pilus)菌毛：菌體表面纖細蛋白質(zhì)絲狀物,包含普通菌毛和性菌毛普通菌毛單數(shù)fimbria，復(fù)數(shù)fimbriae：遍布菌體全身，含有黏附細胞能力性菌毛單數(shù)pilus,復(fù)數(shù)pili：1～4根，細菌經(jīng)過性菌毛相互間傳遞遺傳物質(zhì)25性菌毛及細菌接合普通菌毛細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第25頁芽胞

(spore)定義：一些細菌在一定環(huán)境中，在體內(nèi)形成圓形或卵圓形小體，即芽胞，其功效是增強細菌抵抗外界不良環(huán)境，能保留細菌全部生命所必需物質(zhì)。芽胞特征及醫(yī)學(xué)意義：滅菌時，以殺死芽胞作為滅菌指標。26芽胞菌體細菌芽胞細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第26頁小結(jié)：

細菌特殊結(jié)構(gòu)功效及其醫(yī)學(xué)意義功效醫(yī)學(xué)意義鞭毛運動用于細菌分類和判定一些細菌鞭毛與致病相關(guān)莢膜含有抗吞噬、黏附、抵抗殺菌物質(zhì)殺菌作用與細菌致病性相關(guān)用于細菌判別和分型細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第27頁細菌特殊結(jié)構(gòu)功效和醫(yī)學(xué)意義功效醫(yī)學(xué)意義菌毛普通菌毛性菌毛黏附傳遞遺傳物質(zhì)與細菌致病性相關(guān)與細菌遺傳變異相關(guān)，傳遞耐藥性芽孢保護細菌渡過不良外界環(huán)境用于細菌判別作為滅菌指標參加致病細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第28頁29普通光學(xué)顯微鏡(lightmicroscope)電子顯微鏡(electronmicroscope)暗視野顯微鏡(darkfieldmicroscope)相差顯微鏡(phasecontrastmicroscope)熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)共聚焦顯微鏡(confocalmicroscope)染色法(staining)：

革蘭染色法(GramStain)

抗酸染色法(AcidFastStain)

第三節(jié)細菌形態(tài)檢驗法(morphologicalexamination)細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第29頁30GRAMSTAINING

：HansChristianGram,aDanishhistologist,developedin1884.

初染和媒染：Stainwithcrystalviolet(purple)andiodine

脫色：Destainwithalcohol

復(fù)染：Counterstainwithsafranin(red)革蘭染色(GRAMSTAINING)G-菌G+菌細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第30頁革蘭染色意義

(significanceofGramstaining)將細菌區(qū)分為革蘭陽性、革蘭陰性兩大類，有利于細菌判別診療。選擇藥品:革蘭陽性菌與革蘭陰性菌對各種抗生素敏感性不一樣。研究細菌致病性：普通革蘭陽性菌外毒素致病，革蘭陰性菌內(nèi)（外）毒素致病。31細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第31頁抗酸細菌(AcidFastBacteria)分枝桿菌屬：結(jié)核分枝桿菌/麻風(fēng)分枝桿菌

Mycobacterium(tuberculosisandleprae)革蘭染色陽性，因為細胞壁中含有大量脂質(zhì)ThelipidpreventsstainfrombeingwashedoutwithacidWallsalsocontainmurein,polysaccharideandlipids經(jīng)過抗酸染色識別

Distinguishedbytheacidfaststain32細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第32頁抗酸染色(AcidFastStain)初染：石炭酸復(fù)紅初染，加熱防止沸騰脫色：3%鹽酸酒精脫色復(fù)染：美藍復(fù)染

33細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第33頁復(fù)習(xí)思考題列表說明革蘭陽性菌和革蘭陰性菌細胞壁主要不一樣點。簡述細菌基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。細胞壁主要功效及相關(guān)醫(yī)學(xué)意義。簡述L型細菌主要生物學(xué)特征及與其致病性關(guān)系。細菌革蘭染色主要用途或意義。細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)第34頁中英文關(guān)鍵詞

細菌（bacterium）球菌（coccus）螺形菌（spiralbacterium）弧菌（vibrio)螺菌（spirillum)細胞壁（cellwall）肽聚糖（peptidoglycan）磷壁酸（teichoicacid）膜磷壁酸（membraneteichoicacid,LTA）脂磷壁酸（lipoteichoicacid，LTA）脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）內(nèi)毒素（endotoxin）細菌L型（bacterialLform）質(zhì)粒（plasmid）擬核（nucleoid）莢膜（capsule）鞭毛（flagellum）菌毛（pilus或fimbriae）性菌毛（sexpilus）芽胞(spore）光學(xué)顯微鏡（lightmicroscope）電子顯微鏡（electronmicroscope）革蘭染色法（